1.Como has podido leer J.J. Thomson fue profesor de Rutherford, que a su vez fue profesor de Hans Geiger. ¿Cómo valoras el hecho de que los investigadores científicos formen a los estudiantes?
Nosotras pensamos que que los investigadores científicos enseñen a los estudiantes es estupendo, porque, ¿quién mejor para enseñar que alguien que ha llegado a lo mas alto de esa profesión,y que tiene experiencia? Me parece que los científicos, que de verdad les gusta mucho la ciencia y que están muy interesados en ella, pueden mejor que nadie transmitir esos conocimientos y ese gusto por lo que hacen. Además, ellos querrán formar a sus estudiantes no por el dinero, si no por verdadero interés en ellos y en su progreso, porque para cualquier científico es un honor que sus estudiantes también lleguen a ser grandes científicos.
2. ¿Cuáles son las diferencias entre la Física y la Química? Da una interpretación a ambas frases del científico, ¿por qué crees que le otorgaron el premio Nobel de Química y no el de Física?
Las diferencia entre la física y la química son que la química es la ciencia que se dedica al estudio de la estructura, la composición y las propiedades de la materia, partículas fundamentales, (neutrones, electrones y protones) junto a los cambios que experimentan estas durante las reacciones química y su relación con la energía. La química pertenece a las ciencias básicas que son las que aportan conocimientos a numerosos campos (biología, medicina, etc.). Sin embargo, la física es la ciencia que estudia las propiedades de la naturaleza pero utilizando el lenguaje matemático, esta se encarga de las propiedades de la materia y estudia desde las propias partículas hasta el nacimiento de las estrellas en el universo. La física incluye el estudio de la química, la biología, la electrónica, etc.
“Toda ciencia, o es física, o es coleccionismo de sellos”
Esta frase la dijo Rutherford queriendo decir que toda la ciencia es física, y que sino lo es, es que no es ciencia. Toda la física es ciencia, pero toda la ciencia es física, y sino no es ciencia. Esta frase es una ironía de Rutherford en la que compara aquello que no puede ser comprobado mediante la física, con el coleccionismo de sellos, un juegos de niños, es decir algo que no merece que se le preste atención ni estudio alguno.
“He cambiado muchas veces en mi vida, pero nunca de manera tan brusca como en esta metamorfosis de físico a químico”
Rutherford con esta frase pretende contarnos de forma irónica que le otorgaron el premio Nobel de química, cuando él se había dedicado toda la vida al estudio de la física. Pero en esta frase, Rutherford no solo se queja del hecho de ser físico con un premio Nobel de química, sino también trata de expresar que aunque muchas veces pensemos en la física y la química como un todo, es decir, como ciencias idénticas, la física y la química se diferencian en muchas cosas, a pesar de estar relacionadas. La razón por la cual le dieron el premio Nobel de química y no el de física, fue que la Academia sueca tenía que entregar premios a varios trabajos que habían destacado ese año en el campo de la física, por lo que el de Rutherford se incluyó en el campo químico.
3. Investiga sobre la biografía de Nikola Tesla: aportaciones y disputas.
Nikola Tesla, fue un físico estadounidense, (aunque de origen croata), que vivió de 1866 a 1943. Ha sido uno de los inventores más importantes de la historia, y se ha llegado a decir que fue el hombre que inventó el siglo XX, pues realizó numerosas aportaciones científicas y desarrolló diversos inventos durante este siglo.
Estudió ingeniería mecánica y eléctrica en Australia, lo que le permitió inventar la robótica, el motor eléctrico, las bobinas, los rayos x, el laser básico, el neón, el control remoto, la comunicación inalámbrica, la tecnología del radar y el transformador eléctrico.Sus dos aportaciones más importantes fueron:
-En 1891, el descubrimiento del fenómeno denominado “luz de Tesla” en las corrientes alternas de alta tensión y de alta frecuencia. Gracias a este descubrimiento, desarrolló importantes ideas sobre las lámparas de incandescencia de un único polo, que emiten luz cuando se las acerca a un conductor por el que pasa corriente eléctrica. También se dio cuenta de que nuestro cuerpo es capaz de conducir corrientes eléctricas sin ser perjudicado.
-En 1891, el invento de “la bobina Tesla”, que consiste en un trasformador compuesto por un núcleo de aire y espirales primaria y secundaria en resonancia paralela. Gracias a esta bobina, fue capaz de crear un campo de alta tensión y alta frecuencia.
DISPUTAS:
En 1884, en Europa, un socio de Edison le hizo saber a este acerca de Tesla y Edison decidió contratarle para que mejorara el diseño de los generadores de la corriente continua. Cuando Tesla terminó su trabajo, Edison se negó a pagarle lo prometido lo que hizo que Tesla dimitiera y abandonara su compañía.
Sin embargo, su enfrentamiento no acabó aquí, pues cuando Nikola comenzó a tener problemas económicos recibió ayuda de la Western Union Company y con estos fondos se dedicó a trabajar en el desarrollo de los componentes necesarios para generar y transportar corriente alterna a largas distancias. Esto hizo que entrara en disputa con Edison, que le hacía directa al defender su idea de la corriente continua. El enfrentamiento de ambas teorías, tuvo como resultado la elección de la de Tesla, pues estaba mejor desarrollada, y tenía mayor utilidad para el futuro.
Más tarde, Nikola se centró en el estudio del campo de las ondas de radio y de las altas frecuencias. Fue entonces cuando apareció en la vida de Tesla el conocido inventor italiano Marconi, a quien se le entregó el premio nobel por el invento de la radio, un aparato que presentaba 17 aportaciones tecnológicas de Tesla, lo que hizo que entraran en una fuerte disputa.
Debido a la impotencia que Tesla sentía al no haber sido reconocidas sus aportaciones en la invención de la radio, este centró todo su interés en algo nuevo, y decidió construir un barco teledirigido y dedicarse a la transmisión de energía por el aire.
Vídeo Nikola Tesla
Este link te llevará a una línea de tiempo creada en dipity que muestra las aportaciones más importantes del siglo XX en el mundo de la ciencia y los descubrimientos de fenómenos físicos importantes para el desarrollo de la sociedad (requerido en los puntos 3 y 4):
Aportaciones Siglo XX
4- A lo largo del capítulo se suceden las descripciones sobre el descubrimiento de distintos fenómenos físicos (que puedes y debes añadir en la línea de tiempo) que serán cruciales en el desarrollo de la sociedad del siglo XX y que siguen muy relevantes en la actualidad. Responde brevemente (básate sólo en el libro para este punto, excepto en los enlaces señalados) a la siguiente serie de preguntas (haciendo referencia a los científicos implicados):
4a) ¿Qué diferencia la fluorescencia de la fosforescencia?
vídeo
Los minerales fluorescentes emiten una luz azulada al ser estimulados por radiación externa y los minerales fosforescentes emiten una luz incluso cuando ya no están iluminados.
4b) ¿Qué son los Rayos X? ¿Cómo se descubrieron?
Los Rayos X son las radiaciones invisibles que son penetrables en ciertos cuerpos como la pie. Sirven para realizar fotografías con fines médicos para poder observar el interior del ser humano, como por ejemplo los huesos.
Estos rayos fueron descubiertos por Wilhelm Röntgen en 1895, un científico alemán que observó una radiación que surgía del ánodo con unas propiedades especiales mientras experimentaba con los rayos catódicos. Se le llamaron rayos incógnita, al no saber qué eran, de ahí lo de Rayos X, porque la X suele serutilizada para expresar una incógnita.
4c) ¿Qué es la Radiactividad? ¿Cómo fue descubierta?
La radiactividad es la emisión de energía por la desintegración de núcleos de átomos inestables.
La radiactividad fue descubiestra por Becquerel, y al contrario de lo que mucha gente dice, no fue por casualidad.
Becquerel ponía una placa fotográfica con papel negro, para que no le llegase la luz del sol.
Después ponía encima una moneda y lo cubría todo con sal de uranio. Cuando hacía todo esto, lo ponía al sol. Quería hacer esto para presentarlo a una conferencia, pero no hizo sol en ningún momento. Aun así lo presentó, y dio el extraño resultado de que la fotografía se veía nítida como si estuviese iluminada.
Después ésto fue más trabajado por el matrimonio Curie, que aportó mucho a este descubrimiento, incluso le puso nombre.
4d) ¿Por qué fueron importantes las aportaciones del matrimonio Curie y de Rutherford al trabajo de Becquerel?
Porque los Curie encontraron varias sustancias que eran radiactivas y Rutherford le encontró usos a la radiactividad, y con unos de esos usos, descubrió el núcleo atómico.
4e) ¿Qué son las radiaciones alfa, beta y gamma? Ordénalas energéticamente.
Las partículas alfa: Están formadas por dos protones yd os neutrones, es decir,el núcleo de un átomo de Helio. No es muy potente.
Las partículas beta: Formadas solo por electrones. Es más potente que las partículas alfa.
Gamma: Radiaciones electromagnética muy energéticas. Son las más potentes de las tres.
4f) ¿Qué es la ley de desintegración atómica? ¿Por qué sirve como método de datación geológica? Trabajo opcional: Investiga sobre el carbono-14
La ley de la desintegración atómica es una ley queinventó Rutherford que sirve para saber exactamente la vida media de los átomos radiactivos.
La datación por radiocarbono es un método para intentar averiguar la edad materiales, sustancias, o incluso la tierra por ejemplo, utilizando el isótopo del carbono -14 para conseguir saber la edad de materiales que contienen el carbono hasta hace unos 60.000 años.
Los organismos biológicos perdemos carbono todo el rato, y cuando nos morimos, averiguando la cantidad de carbono -14 que tenemos, podemos averiguar hace cuanto que el cuerpo está muerto; porque si tenemos mucho carbono, significa que todabía del que teníamos no hemos perdido casi nada, así que casi no ha pasado tiempo. Pero sicasi no tenemos, significa que hace mucho que estamos muertos porque ya hemos perdido casi todoel que teníamos y como estamos muertos no hems producido mas.
4g) ¿Para qué sirve un contador Geiger?
Un contador Geiger sirve para medir la radiactividad de un objeto o lugar.
Está formado por un tubo que tiene un hilo metálico dentro. El tubo está aislado, y relleno de gas. El hilo está a 1000 V. Cuando entra un electrón al tubo, desprende los electrones de los átomos de gas, y éstos van atraidos al hilo porque está cargado positivamente. Entonces, ganan mas energía chocan con los otros átomos y así se liberan más electrones, que van atraidos al hilo, etc. Al final, el círculo se para por si solo. Cada partícula que pasa por el tubo produce un pulso determinad, pero todos producen el mismo pulso. Así se pueden contar las partículas que hay.
5.Explica cómo se llevó a cabo el experimento de Rutherford. Si quieres, puedes hacerlo con un pequeño vídeo, que simule el experimento. ¿Por qué no funcionó con Mica, sí con pan de oro y mejoró mucho con pan de platino? Comenta la frase: “ Es como si se disparara un obús naval de buen calibre sobre una hoja de papel y rebotara”.
Hemos encontrado este vídeo en el que se explica de forma muy sencilla, en inglés, el experimento de Rutherford.
vídeo Rutherford
El modelo atómico de Rutherford mantenía el planteamiento de Thompson que decía que los átomos están constituidos, en parte, por unas partículas llamadas electrones, pero su explicación era que todo átomo estaba formado por un núcleo y una corteza. El núcleo tendría que tener carga positiva en el que se concentraba casi toda la masa del átomo. La corteza tendría que estar formada por una gran nube de electrones que orbitan a su alrededor, a alrededor del núcleo. Pero según Rutherford las órbitas de los electrones no es que estuvieran muy definidas y formaban una estructura compleja alrededor del núcleo, dándole tamaño y forma indefinida.
El experimento consistió en bombardear con un haz de partículas alfa una fina lámina de oro y observar cómo las láminas de diferentes metales afectaban a la trayectoria de dichos rayos. El tamaño del núcleo es muy pequeño en comparación con el del átomo (aproximadamente unas 100.000 veces menor). La mica estaba hecha de átomos de carga eléctrica positiva con electrones. La mica es muy gruesa, por eso a Rutherford le dificultó el experimento, ya que como las partículas alfa eran tan grandes, deterioró a la mica.
"Es como si se disparara un obús naval de buen calibre sobre una hoja de papel y rebotara" Rutherford quiso hacer una comparación, al decir que las partículas alfa, (que en un principio se creyeron extremadamente potentes), haciéndolas chocar contra una lámina de platino tan fina que parecía carecer de todo tipo de resistencia, sin embargo, rebotaban en ella.
En esta comparación tan llamativa, Rutherford compara la hoja de papel con la lámina de platino, y las partículas alfa con un obús naval.
6. Describe el modelo de Rutherford y sus limitaciones. ¿Por qué el equipo de Rutherford se puede considerar el padre de la interacción nuclear (piensa en qué lo ocurriría a los protones si no existiera dicha interacción)? ¿Qué son las 4 interacciones fundamentales de la naturaleza?
Los átomos poseen dos partes, el núcleo y la corteza.
El núcleo está formado por partículas positivas, llamadas protones que concentran prácticamente toda la masa atómica.
A gran distancia del núcleo, en la corteza, se encuentran los electrones (de carga negativa) girando en órbitas alrededor de éste.
Por lo que la mayor parte del núcleo está vacío.
Se vio que los átomos no podían estar únicamente formados por protones y electrones.
Un átomo de hidrógeno tiene un protón y un electrón, y en cambio uno de helio tiene dos protones y dos electrones, según esa regla, la masa del helio debería ser el doble que la del hidrógeno y en cambio es cuatro veces mayor.
Se llegó a la conclusión de que debía haber otras partículas nucleares, que tuvieran carga neutra, también muy conocida, hoy en día, como el neutrón.
Pero también se vio que el modelo atómico fue que si un electrón en su órbita está sometido a aceleraciones, emitirá radiación electromagnética y por lo tanto perderá energía por lo que al poco tiempo caería sobre el núcleo, es decir, no sería estable y la materia no podría existir.
Para explicar cómo se mantienen los electrones en las órbitas alrededor del núcleo del átomo es necesario hacer mención a las 4 interacciones fundamentales de la naturaleza, que son:
-La fuerza Gravitatoria: Interacción gravitatoria. Es la más conocida de las interacciones debido a que a grandes distancias crea mayor impresión que las demás.
-La fuerza electromagnética: El electromagnetismo es la interacción que actúa entre partículas con carga eléctrica. Este fenómeno incluye a la fuerza electrostática, que actúa entre cargas en reposo, y el efecto combinado de las fuerzas eléctrica y magnética que actúan entre cargas que se mueven una respecto a la otra.
-La fuerza fuerte: Es la interacción que permite a los “quarks” unirse para formar “hadrones”.
Debido a la carga positiva de los protones, para que éstos se encuentren estables en el núcleo debía existir una fuerza más fuerte que la electromagnética para retenerlos. Ahora sabemos que la verdadera causa de que los protones y neutrones no se desestabilicen es la llamada fuerza fuerte.
-La fuerza débil: Esta interacción es la responsable de los cambios en la carga de estas partículas lo que producirá que decaigan en partículas más livianas.
7.NUESTRO ESCUDO CIENTÍFICO
El lema de nuestro escudo es:
“En la ciencia, La persistencia, la imaginación y la investigación dan lugar a la creación”.
Este lema quiere decir que sin esas tres cosas esenciales, ningún científico importante en la historia habría logrado inventar cosas tan increíbles, ni elaborar teorías tan sorprendentes y útiles, como las que conocemos hoy en día.
Gracias a la imaginación una mente abierta puede dar lugar a ideas nuevas, y gracias a la persistencia, al trabajo duro día a día y a la investigación sin cesar, se logra probar, demostrar, construir, elaborar y crear cosas nuevas, y sobretodo, inimaginables hasta que no son inventadas por alguien capaz de unir estos tres elementos inteligentemente, dando lugar a algo nuevo y útil para la humanidad. Esto es lo que reflejamos en nuestro escudo científico, ya que creemos que son los cimientos básicos sobre los que se sostiene la ciencia.
1. ¿Es posible representar los datos (y, t) en una gráfica? Hacedlo. 
2. Con los datos obtenidos calculad la velocidad de la bola en función del tiempo para cada intervalo. Observad que la velocidad media es el incremento del desplazamiento respecto del tiempo: v (t) = incremento de y/incremento de t Tened en cuenta que lo que calculáis representa a la velocidad media en un intervalo. Se trata de una aproximación a lo que sería lo correcto: tener la velocidad instantánea de la bola en cada punto. Recordad que se trata de un MRUA. 
3. Con los datos obtenidos representad gráficamente la velocidad para cada tramo en función del tiempo y analizad cualitativamente este gráfico. ¿Qué podéis decir sobre el tipo de movimiento que describe la bola de acero en su caída? ¿Está de acuerdo esta observación con vuestras expectativas? 
En este gráfico podemos observar el espacio frente al tiempo, a medida que pasa el tiempo la velocidad aumenta. Esto se debe a la aceleración que, no se mantiene constante. Esta gráfica representa un MRUA. Pensamos que esta observación si que está de acuerdo con vuestras expectativas, porque a parte de que la pendiente no cambia al ser un MRUA, no puede ser un MRU sólo porque saldría una línea recta paralela al eje x 
Ahora vamos a representar estos datos en una tabla v-t. 
6. Una cosa más: dado que estamos inmersos en el tema de Trabajo y Energía, ¿podríais calcular la velocidad de la bola en el punto 6 mediante el Teorema de Conservación de la energía?. Comparad el dato con la obtenida aplicando las ecuaciones cinemáticas para el movimiento de caida libre: v = gt (tomando g = 9.8 m/s2)
Dinamómetro:
